تعداد نشریات | 23 |
تعداد شمارهها | 368 |
تعداد مقالات | 2,890 |
تعداد مشاهده مقاله | 2,566,228 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 1,821,892 |
فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدان در ژنوتیپهای برنج تحت اسپورزایی بیمارگر بلاست | ||
بیوتکنولوژی و بیوشیمی غلات | ||
مقاله 2، دوره 3، شماره 3، مهر 1403، صفحه 376-395 اصل مقاله (875.26 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22126/cbb.2024.11171.1084 | ||
نویسندگان | ||
رضا جلالی فر1؛ عاطفه صبوری* 2؛ صدیقه موسینژاد3؛ احمدرضا دادرس4 | ||
1گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان. رشت ، ایران | ||
2گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان. رشت ، ایران. | ||
3گروه گیاهپزشکی، دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان. رشت ، ایران | ||
4گروه تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش منابع کشاورزی زنجان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (AREEO)، زنجان. ایران | ||
چکیده | ||
مقدمه: برنج (Oryza sativa L.) تأمینکننده غذای اصلی بیش از نیمی از جمعیت دنیا میباشد. در بین تنشهای زیستی مختلف، بیمارگر بلاست به عنوان مخربترین بیمارگر برنج شناخته میشود و عملکرد آن را به میزان قابل توجهی کاهش میدهد. میزان خسارت آن به عوامل محیطی متعددی بستگی دارد که منجر به از دست دادن 10 تا 30 درصد از عملکرد جهانی برنج میشود. زمانی که گیاهان تحت تنش قرار دارند، سطح گونههای فعال اکسیژن در سلول افزایش مییابد که باعث آسیب سلولی و منجر به مرگ میشود. گیاهان جهت مهار و کنترل میزان سطح گونههای فعال اکسیژن به هنگام تنش، از سازوکارهایی مانند سیستمهای دفاع آنتیاکسیدانی آنزیمی و غیر آنزیمی استفاده میکنند. بررسی واکنش ژنوتیپهای مختلف از لحاظ فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی و تغییرات آنها میتواند در شناسایی ارقام از لحاظ میزان مقاومت به بیماری کمک کننده باشد. بر این اساس تحقیق حاضر طراحی شد. مواد و روشها: به منظور بررسی تغییرات فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدان تحت اسپورزایی بیمارگر بلاست، در ژنوتیپهای برنج در زمانهای مختلف نمونهبرداری، پژوهش حاضر در سال 1401 و در گلخانه گروه گیاهپزشکی دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان اجرا شد. مواد گیاهی آزمایش 19 ژنوتیپ برنج شامل 13 رگه خویشآمیخته نوترکیب انتخاب شده از یک جمعیت F11 مشتق از تلاقی ارقام شاهپسند و IR28 بودند، که به همراه والدین جمعیت و ارقام درفک، صدری و هاشمی به همراه یک ژنوتیپ هوازی IR 82639-B-B-140-1 (18A) مورد ارزیابی قرار گرفتند. یافتهها: نتایج تجزیه واریانس نشان داد اسپور بیمارگر بلاست روی فعالیت آنزیمها و همچنین رنگیزههای فتوسنتزی اثر معنیداری داشت. نتایج مقایسه میانگینها، حاکی از افزایش فعالیت آنزیمهای پراکسیداز و کاتالاز در اکثر ژنوتیپهای مورد مطالعه تحت تنش ناشی از اسپورپاشی بیمارگر بلاست بود. حداکثر فعالیت آنزیمهای پراکسیداز و کاتالاز متعلق به رقم IR28 به ترتیب با 46/81 و 74/433 واحد بر میلیگرم پروتئین در دقیقه در زمان پیش از اعمال تنش به دست آمد. همچنین تنش در بازههای متفاوت زمانی در اغلب ژنوتیپهای مقاوم و نیمه مقاوم به بلاست، باعث افزایش فعالیت آنزیم فنیلآلانین آمونیالیاز شد، درحالیکه ژنوتیپهای حساس به بلاست، رفتارهای متفاوت از یکدیگر را نشان دادند. بیشترین فعالیت آنزیم فنیلآلانین آمونیالیاز مربوط به رگه L132 (64/2658 واحد بر میلیگرم پروتئین در دقیقه) در زمان پیش از اعمال تنش بود. تنش در ژنوتیپهای مقاوم سبب کاهش فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز شد، در ژنوتیپهای نیمه مقاوم، رفتاری متفاوت مشاهده شد و در ژنوتیپهای حساس نیز موجب افزایش فعالیت آنزیمی در بازههای زمانی مختلف در مقایسه با زمان پیش از اعمال تنش شد. همچنین تنش حاوی اسپورهای بیمارگر بلاست، باعث کاهش محتوای رنگیزههای فتوسنتزی در ژنوتیپهای مقاوم، نیمه مقاوم و حساس شد. نتیجهگیری: نتایج نشان داد تنش ناشی از اسپورپاشی بیمارگر بلاست سبب فعالشدن سیستم آنتیاکسیدان در ژنوتیپهای برنج مورد مطالعه شد. اگرچه فعالیت آنزیمهای پراکسیداز و کاتالاز در اکثر ژنوتیپهای برنج افزایش یافت، اما تغییر فعالیت اکثر آنزیمهای مورد مطالعه در ژنوتیپهای مختلف در مراحل نمونهبرداری مختلف متفاوت بود که نشاندهنده سازوکارهای پیچیده و در عین حال مختلف و متنوع ژنوتیپهای برنج در واکنش به بیمارگر بلاست میباشد. | ||
کلیدواژهها | ||
بیمارگر؛ پراکسیداز؛ رنگیزههای فتوسنتزی؛ کاتالاز؛ گونههای فعال اکسیژن | ||
مراجع | ||
Aebi, U., Cohn, J., Buhle, L., & Gerace, L. 1986. The nuclear lamina is a meshwork of intermediate-type filaments. Nature, 323, 560-564. https://doi.org/10.1038/323560a0. Alipour, S., Nasibi, F., & Farahmand, H. 2014. Effect of different concentrations of sodium nitroprusside on physiological characteristics and the vase-life of cut flowers of tuberose (Polianthes tuberosa L.). Plant Research Journal (Iranian Biology Journal), 27 (5), 904-914. https://doi.org/27514. [In Persian] Anushree, P. U., Naik, R. M., Satbhai, R. D., Gaikwad, A. P., & Nimbalkar. C. A. 2016. Differential biochemical response of rice (Oryza sativa L.) genotypes against rice blast (Magnaporthe oryzae). Cogent Biology, 2, 1-15. https://doi.org/10.1080/23312025.2016.1264162. Ashry, A. N., & Mohamed, I. H. 2011. Impact of secondary metabolites and related enzymes in flax resistance and or susceptibility to powdery mildew. World Journal of Agricultural Sciences, 7 (1), 78–85. Bradford MM. 1976. A rapid and sensitive method for quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein dye binding. Analytical Biochemistry, 72, 248-254. https://doi.org/10.1006/abio.1976.9999. Chance, B., & Maehly, A. C. 1955. Assay of catalase and peroxidases. Methods in Enzymology, 11, 764-775. http://dx.doi.org/10.1016/S0076-6879(55)02300-8. Cristina Filipp, M., Barata da Silva, G., Lemes da Silva-Lobo, V., Fernandes Viana, H., Vinicius de Carvalho Barros Cortes, M., & Sitarama Prabhu, A. 2014. Induction of resistance to rice leaf blast by avirulent isolates of Magnaporthe oryzae. Amazonian Journal of Agricultural and Environmental Sciences, 4, 388-395. http://dx.doi.org/10.4322/rca.1673. D’cunha, G. B., Satyanarayan, V., & Nair, P. M. 1996. Purification of phenylalanine ammonialyase from Rhodotorulag lutinis. Phytochem, 42 (1), 17-20. https://doi.org/10.1016/0031-9422(95)00914-0. Devanna, B. N., Sucharita, S., Sunitha, N. C., Anilkumar, C., Singh, P. K., Pramesh, D., Samantaray, S., Behera, L., Lal Katara, J., Parameswaran, C., Rout, P., Sabarinathan, S., Rajashekara, H., & Raj Sharma, T. 2024. Refnement of rice blast disease resistance QTLs and gene networks through meta‑QTL analysis. Scientific Reports, 14 (16458), 1-17. https://doi.org/10.1038/s41598-024-64142-0. Ebadi Almas, D., Navabpour, S., Yamchi, A., Zaynali Nezhad, K., Moumeni, A., & Mirzaghaderi, G. 2019. Evaluation of several important defense enzyme activities in mutant rice resistant to blast disease. Journal of Nuclear Science and Technology, 39 (86), 100-108. https://doi.org/10.24200/nst.2019.236. [In Persian] Ehsani-moghaddam, B., Therese Charles, M., carisse, O., & Khanizadeh, S. 2008. Regulation of superoxide dismutase isoforms in resistant and susceptible strawberry cultivars subjected to leaf spot disease. Archives of Phytopathology and Plant Protection, 41 (7), 492-500. https://doi.org/10.1080/03235400600833738. Feiziasl, V., Fotovat, A., Astaraei, A., Lakzian, A., & Jafarzadeh, J. 2019. Determination of chlorophyll content and nitrogen status using SPAD in dryland wheat (triticum aestivum L.) genotypes. Iranian Journal of Field Crops Research, 17 (2), 221-240. https://doi.org/10.22067/gsc.v17i2.68973. [In Persian] Giannopolitis, C.N., & Ries, S. K. 1977. Superoxide dismutase. I. Occurrence in higher plants. Plant Physiology, 59, 309-314. https://doi.org/10.1104/pp.59.2.309. Haddad, R., & Salek Jalali, M. 2009. Protein changes and antioxidant enzymes activity on barley inbred lines under water shortage. Plant Production Technology, 9 (2), 1-10. [In Persian] Huang, H., Ullah, F., Zhou, D. X., Yi. M., & Zhao. Y. 2019. Mechanisms of ROS regulation of plant development and stress responses. Frontiers in Plant Science, 10, 1-10. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00800. Kalboush, Z. A. 2019. Resistance of rice genotypes to the blast fungus and the associated biochemical changes. Egyptian Journal of Agricultural Research, 97 (1), 39- 56. https://dx.doi.org/10.21608/ejar.2019.68552. Khayatnezhad, M., Gholamin, R., Jamaati-e-Somarin, SH., & Zabihi-eMahmoodabad, R. 2011. The leaf chlorophyll content and stress resistance relationship considering in Corn cultivars (Zea Mays). Advances in Environmental Biology, 5 (1), 118-122. Kumar D. 2020. Plant immune response strategies against pathogens. Plant Archives, 20 (1), 1169-1174. Kumar Gupta, S., Kumar Rai, A., Singh Kanwar, SH., Chand, D., Kumar Singh, N., & Raj Sharma, T. 2012. The single functional blast resistance gene Pi54 activates a complex defence mechanism in rice. Journal of Experimental Botany, 63 (2), 757–772. https://doi.org/10.1093/jxb/err297. Liu, G., Su, X., Guan, L., & Hu. F. 2019. Comparison of defensive enzyme activities in the leaves of seven oriental lily hybrids after inoculation with Botrytis elliptica. Journal of the American Society for Horticultural Science, 144 (1), 55–62. https://doi.org/10.21273/JASHS04511-18. McCouch. S. 2004. Diversifying selection in plant breeding. PLoS Biology, 2 (10), 1507-1512. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0020347 Mandal, N., Adak, S., Das, D. K., Sahoo, R. N., Mukherjee, J., Kumar, A., Chinnusamy, V., Das, B., Mukhopadhyay, A., Rajashekara, H., & Gakhar, SH. 2023. Spectral characterization and severity assessment of rice blast disease using univariate and multivariate models. Frontiers in Plant Science, 14, 1-21. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1067189. Nasiri, M., Meskarbashi, M., Hassibi, P., & Pirdashti, H. 2020. Evaluation and selection of drought tolerant rice genotypes using fluorometric methods. Journal of Plant Production Research, 27 (3), 1-21. https://doi.org/10.22069/jopp.2020.14475.2296. [In Persian] Gupta, D.R., Khanom, S., Rohman, Md. M., Hasanuzzaman, M., Zahan Surovy, M., Mahmud, N. U., Islam, Md. R., Shawon, A. R., Rahman, M., Abd-Elsalam, K. A., & Islam. T. 2021. Hydrogen peroxide detoxifying enzymes show different activity patterns in host and non-host plant interactions with Magnaporthe oryzae Triticum pathotype. Physiology and Molecular Biology of Plants 27 (9), 2127–2139. https://doi.org/10.1007/s12298-021-01057-4. Rostami, M., Tarighi, S. Taheri, P. & Rahimian, H. 2018. Study of lipoxygenase and phenylalanine ammonia-lyase gene expression and activity of related enzymes in rice under stress of Rhizoctonia solani, the causal agent of sheath blight disease, antagonistic and inducer bacteria in combination with potassium silicate. Biocontrol in Plant Protection, 6 (1), 59-67. https://doi.org/10.22092/bcpp.2018.119377. [In Persian] Sabouri, A., Dadras, A. R., Azari, M., Saberi Kouchesfahani, A., Taslimi, M., & Jalalifar, R. 2022. Screening of rice drought‑tolerant lines by introducing a new composite selection index and competitive with multivariate methods. Scientific Reports, 12 (2163), 1-14. https://doi.org/10.1038/s41598-022-06123-9. Santos, C. D., & Franco, O. L. 2023. Pathogenesis-related proteins (PRs) with enzyme activity activating plant defense responses. Plants, 12 (2226), 1-13. https://doi.org/10.3390/plants12112226. Yang, Y., Zhang, Y., Zhang, L., Zhou, ZH., Zhang, J., Yang, J., Gao, X., Chen, R., Huang, ZH., Xu, ZH., & Li, L. 2023. Isolation of Bacillus siamensis B-612, a strain that is resistant to rice blast disease and an investigation of the mechanisms responsible for suppressing rice blast fungus. International Journal of Molecular Sciences. 24 (10), 1-15. https://doi.org/10.3390/ijms24108513. Yanting, L., Bingkui, W., Mengchao, ZH., Jing, Y., & Shenghai, Y. 2024. Sensitivity of genotypically diverse rice varieties to radiation and the related changes to antioxidant enzyme activities. International Journal of Radiation Biology, 100 (3), 453-456. https://doi.org/10.1080/09553002.2023.2290293. Zaefyzadeh, M., Alakbar Quliyev, R., Mashalla Babayeva, S., & Ali Abbasov, M. 2009. The effect of the interaction between genotypes and drought stress on the superoxide dismutase and chlorophyll content in durum wheat landraces. Turkish Journal of Biology, 33 (1), 1-7. https://doi.org/10.3906/biy-0801-12. Zakariazadeh, A., Shahryari, F., Ebadi, A., & Khoshkdaman, M. 2023. Induction of resistance in rice against Pyricularia oryzae by two plant growth promoting rhizobacteria. Plant Protection (Scientific Journal of Agriculture), 45 (4), 134-147. https://doi.org/10.22055/ppr.2023.17996. [In Persian]. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 74 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 43 |